Question

已知光氣COCl₂的分解反應為COCl₂（g）?Cl₂（g）+CO（g）△H=+108kJ?mol^-1．反應體系平衡后，各物質的濃度在不同條件下的變化狀況如下圖所示（第10min到14min的COCl₂濃度變化曲線未示出）：
①計算反應在地8min時的平衡常數K=

 

；
②比較第2min反應溫度T（2）與第8min反應溫度T（8）的高低：T（2）

 

 T（8）（填“＜”、“＞”或“=”）；
③若12min時反應與溫度T（8）下重新達到平衡，則此時c（COCl₂）=

 

mol?L^-1
④比較產物CO在2-3min、5-6min和12-13min時平均反應速率[平均反應速率分別以v（2-3）、v（5-6）、v（12-13）表示]的大小

 

；
⑤比較反應物COCl₂在5-6min和15-16min時平均反應速率的大小：v（5-6）

 

 v（15-16）（填“＜”、“＞”或“=”），原因是

 

．

Answer 1

考點：物質的量或濃度隨時間的變化曲線

專題：化學平衡專題

分析：①由圖可知，8min時COCl₂的平衡濃度為0.04mol/L，Cl₂的平衡濃度為0.11mol/L，CO的平衡濃度為0.085mol/L，K=

c(CO)c(Cl2)

c(COCl2)

；
②由第2min反應溫度變為第8min反應溫度時，生成物濃度增大、反應物濃度減小，平衡向正反應方向移動；
③由圖可知，10min瞬間Cl₂濃度增大，CO的濃度降低，故改變條件為移走CO，降低CO的濃度，平衡常數不變，與8min到達平衡時的平衡常數相同，由圖可知，12min時到達平衡時Cl₂的平衡濃度為0.12mol/L，CO的平衡濃度為0.06mol/L，根據平衡常數計算c（COCl₂）；
④根據化學反應速率的定義，可知反應在2～3 min和12～13 min處于平衡狀態，CO的平均反應速率為0；
⑤在5～6 min和15～16 min時反應溫度相同，在相同溫度時，該反應的反應物濃度越高，反應速率越大，但15～16 min時各組分的濃度都小，因此反應速率小．

解答： 解：①由圖可知，8min時COCl₂的平衡濃度為0.04mol/L，Cl₂的平衡濃度為0.11mol/L，CO的平衡濃度為0.085mol/L，K=

c(CO)c(Cl2)

c(COCl2)

=

0.085×0.11

0.04

=0.234mol/L，故答案為：0.234mol/L；
②由第2min反應溫度變為第8min反應溫度時，生成物濃度增大、反應物濃度減小，平衡向正反應方向移動，正反應是吸熱反應，升高溫度，平衡向正反應方向移動，所以T（2）＜T（8），
故答案為：＜；
③由圖可知，10min瞬間Cl₂濃度增大，CO的濃度降低，故改變條件為移走CO，降低CO的濃度，平衡常數不變，與8min到達平衡時的平衡常數相同，由圖可知，12min時到達平衡時Cl₂的平衡濃度為0.12mol/L，CO的平衡濃度為0.06mol/L，故：

0.06×0.12

c(COCl2)

=0.23，解得c（COCl₂）=0.031mol/L；
故答案為：0.031；
④根據化學反應速率的定義，可知反應在2～3 min和12～13 min處于平衡狀態，CO的平均反應速率為0，在5～6min時，反應向正反應進行，故CO的平均反應速率為：v（5～6）＞v（2～3）=v（12～13），故答案為：v（5～6）＞v（2～3）=v（12～13）；
⑤在5～6 min和15～16 min時反應溫度相同，在相同溫度時，該反應的反應物濃度越高，反應速率越大，但15～16 min時各組分的濃度都小，因此反應速率小，即v（5～6）＞v（15～16），故答案為：＞；在相同溫度時，該反應的反應物濃度越高，反應速率越大．

點評：本題考查較綜合，涉及電解原理、蓋斯定律、化學平衡移動等知識點，難點是化學平衡常數的有關計算，理解圖象中曲線變化趨勢及曲線變化可能改變的條件是解本題關鍵，再結合平衡常數公式進行計算，題目難度中等．